Файл: азастан Республикасыны ылым жне жоары білім министрлігі Ш. Улиханов атындаы Ккшетау университеті кеа ОУдістемелік комплексі.doc

Кинетикалық энергия егер Күш жұмысы A > 0 онда Е_к > 0 артады, ал A < 0, соған сәйкес Е_к < 0 болып азаяды.

Потенциалдық энергия – денелер жүйесіне тән болып кемінде екі дененің өзара әсерлесуінен пайда болады.



Деформацияланған серіппенің потенциалдық энергияның өзгерісі

---

Энергияның сақталу заңы – энергия жоқтан бар болмайды бардан жоқ болмайды тек бір түрден екіншісіне түрленіп тұрады.

10.2.1.5. Механикалық тербелістер мен толқындарды үйрену әдістемесі

1. Механикалық тербелістер мен толқындарды үйренумен «Механика» бөлімі аяқталады. Бұл әдістеме бойынша ақталған.

Тербелістерді үйрену тербелмелі қозғалыстар туралы ұғым кіріспесінен басталады. Мысалдарды көре отырып бұл қозғалыстың негізгі физикалық сипаттамаларын келтіріп шығарады (периодты, жиілігі, амплитудасы) және олар арасындағы өзара байланыстарды үйренеді.

Тербеліс тепе – теңдік қалпынан шығарылған және өзінше қойылған жүйедегі тербеліске айтылады. Егер жүйеде үйкеліс болмаса онда еркін тербелістерге өзіндік деп атайды, себебі, олар тек жүйедегі параметрлерге тәуелді болған өз жиілігімен пайда болады.

Гармониялық тербеліс тербелістегі дененің координатасы косинус заңымен өзгеретін тербеліске айтылады. немесе механикалық гармониялық тербеліс деп әсер етуші күш ығысумен сыбайлас және бағыты тепе – теңдікке бағытталған тербеліске айтылады.

Тербеліс көздері: 1) дененің шеңбер бойынша бірқалыпты қозғалысы, математикалық маятник ( ) , серіппелі маятник ( ), тербелістің динамикалық теңдеуінен үдеудің ОХ осіндегі проекциясы және . Мұндағы , тұрақты шама болып серіппенің деформациясы мен жіптің вертикальдан ығысу бұрышына тәуелді болады, амплитуда , жылдамдық , бұдан .

Энергияның сақталу заңын пайдалана отырып ,

---

екендігін табамыз. ге алдын жүреді.

2. Еріксіз (мәжбүрлеуші) механикалық тербеліс деп – тербелмелі жүйенің тербелісі периодты түрде өзгеріп тұратын сыртқы күштер әсерінде болатын тербеліске айтылады. Бұл тербелісте резонанс құбылысы пайда болуы мүмкін. Резонанс болмауы үшін системаға делепфер – сөндіргіштер орнатылады,

3. Механикалық толқындар деп тербелмелі қозғалыс күйі бір тербеліп жатқан денеден екіншісіне өтуіне айтылады. Бұл құбылыс денелер арасында байланыс бар болса ғана болады, байланыс табиғаты түрліше болуы мүмкін. Қатты денелердің, сұйықтықтағы, газдағы элементар бөлшектері арасындағы серпімділік күші.

Қума толқындар – толқынның таралу бағытымен ортаның сығылу – созылу немесе жиналу, жойылу арқылы болатын таралушы серпімді толқындарға айтылады.

Көлденең толқындар деп – толқынның таралу бағытына перпендикуляр таралушы серпімділік толқындарға айтылады.

Толқындарды сипаттаушы физикалық шамалар:

• 
  толқын ұзындығы
  
• 
  толқын фазасы
  

10.2.2. Мектеп курсындағы «Молекулалық физика» тарауы және оны оқып - ұйрену әдістемесі.

1. Бұл тарауда оқушылар сапасы жағынан жаңа болған материальдық обьекті үйренеді. Жүйе, өте көп болған бөлшектерден (атом және молекулалардан), жаңа пішіндегі қозғалыстан (жылулық) және оған сәйкес энергиядан (ішкі энергиядан). Көп болған бөлшектердің өздерін қалай тұтыларын статистикалық заңдамаларды, жылулық процесінің қайтымсыз екендігімен танысады. Қайтымсыз процестегі жылулық тепе – теңдігі, температура, жылу машиналарының істеу принциптерін үйренеді.

Бөлімде энергетикалық көзқарастың жаңа түрлері энергияның сақталу заңдары жылулық процестер арқылы түсіндіріледі.

Молекула және атомдар материаның заттың пішіні болып әлемде нақты барлық олар массаға, импульске, энергияға ие. Олардың қозғалысы жылулық қозғалысы болып оны статистикалық заңдармен түсіндіріледі. «Молекулалық физика» оқушыларда әлемге ғылыми көзқарасты оятады. Үлкен тәрбиелік политехникалық мәнге ие т.с.с.

---

2. «Молекулалық физика» тарауы газ заңдарын үйренуде екі құрамға ие: индуктив және дедуктив;

Газ заңдарын индуктив үйренуден бастап молекуляр – кинетикалық теориясының негізгі күйлерін сбағалы деңгейде қаралады, соң термодинамикалық кейбір мәселелері мен газ заңдарын эмпирикалық жолмен енгізеді және молекуляр – кинетикалық көріністерді термодинамикалық әдіспен түсіндіреді.

Бұл жағдайда бөлім мынадай құрамға ие.

• 
  молекуляр – кинетикалық теорияның негізгі орны;
  
• 
  термодинамика негізі (жылулық тепе – теңдік, күй параметрлері, температура, газ заңдары, абсолют температура, термодинамиканың бірінші заңы);
  
• 
  идеал газдың молекуляр – кинетикалық теориясы (молекулалардың орташа кинетикалық энергиясының өлшемі);
  
• 
  газ, сұйық, қатты дене қасиеттері және олардың бір – біріне түрленді.
  

Оқушыларға газ заңдарын үйренуде эмпирикалық жандасу өте қолайлы, себебі ол абстракт пікірлеудің жоғарғы деңгейін талап етпейді, оны қолдану ұғымдарымен көріністерді сезімтал – конкрет негізде үйретеді, физиканың өркендеу жолдары мен газ заңдарының ашылу теорияларын таныстырады. Индуктив жандасудың кемшілігі идеал газ қасиеттерін түсіндіруде молекуляр – кинетикалық теорияның мүмкіншіліктерін толық пайдалануға болмастығында.

Дедуктив жандасуда – бастап идеал газдың молекуляр – кинетикалық теориясын үйренеді: оның негізгі теңдеуін ( ) шығарады, пастулат арқылы немесе пікірді эксперименттер арқылы ( ) молекуланың орташа кинетикалық ән – сынық температурамен тәуелдігін табады, идеал газдың күй теңдеуін келтіреді немесе . Соң термодинамика заңдарына және бірінші заңының изопроцестерге қолдануына өтеді.

Бұл жағдайдағы бөлім мынадай құрамға ие:

• 
  молекуляр – кинетикалық теория негізі
  
• 
  температура
  
• 
  газ заңдары, идеал газдың күй теңдеуі
  
• 
  термодинамиканың бірінші заңы, газ, сұйық, қатты дене қасиеттері. Бұл жанасу индуктивтікке қарағанда көптеген мәселелерді шешеді.
  

Жылулық құбылыстардың статистикалық және термодинамикалық әдістерін үйрену.

---

Құбылысты статистикалық әдіспен үйренудің маңызды жағы керекті мен кездейсоқ уақиғалардың қатынасы туралы диалектикалық материализм көзқарасымен сәйкес келуінде. Әрбір молекуланың қозғалысы классикалық механика заңдарына бойсынады, бірақ оның әрбір уақыт мезетіндегі өзіні тұтуы, көптеген себептерге тәуелді болып оларды есепке алу мүмкін емес. Кездейсоқ уақиға берілген жағдайларда бұл уақиға болуы да, болмауы да мүмкін. Олар мынадай белгілерімен сипатталады: а) кездейсоқ уақиғаны нақты болжай алмастығымен, б) кездейсоқ уақиғаны келтіруші, көптеген себептердің барлығымен, в) оларды жинақталған ұжымда ғана процесстің жүруін болжау мүмкіндігімен. Г) кездейсоқтағы процессті болжауға математикалық өрнектерді қолдай алу ықтималдығымен.

Ықтималдық – түрлі жағдайдағы өзгерістердің пайда болу мүмкіндігін санды сипаттаушы. Ықтималдық қанша көп болса берілген өзгерістер де сонша көп болып тұрады. Егер N – барлық өткізілген сынаулар саны болса ∆N – берілген өзгерістің болу ықтималдығы теңдеуімен анықталады.

N – системадағы барлық бөлшектер саны, ∆N – берілген күйде тұрушы бөлшектер саны.

Молекулалардың жылдамдықтарының орташа квадраттық мәнін табу теңдеуі:

Бірақ , ал , , болып және үш ось бойынша молекула қозғалысының бағыттары тең ықтималдығы болғандығы үшін болады да

келіп шығады. Классикалық статистика ХІХ ғасырда келіп шыққан.

2.Термодинамика – феноменологиялық теория болып макроскопиялық денелердің ішкі түзілісні ескермеген түрде макроскопиялық денелердің қасиеттері мен құбылыстарын үйренеді. Термодинамиканы ғылым ретінде 1827ж С. Карно өзінің «Размышления о движущей силе огня и о машинах

---